JP3629708B2 - Method for splitting an inflow of solid particulates into a partial flow and apparatus for performing this method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の記載に従う固形粒子からなる流入流を部分流へと分割する方法、および請求項5に従う前記方法を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
流動床反応器から放出されそしてサイクロン中で煙−気体流から分離された熱固形粒子からなる流入流を部分流へと分割することは既知である。一方の部分流は前記流動床反応器へと直接に再循環され、また他方の部分流は熱交換器(例えば、移動床冷却器)を介して前記流動床反応器へと導き戻される。前記熱交換器中で、この方法で迂回させられた前記部分流は熱を回収するために冷却される。こられ二つの部分流の量比率は機械的手段、例えばフラップまたは弁によって調節される。前記流動床反応器中の温度は、前記熱交換器を介して迂回させられる前記固形物量を調節することによって有効に調節されることができる。
これらの機械的手段は高い作業温度および高い機械応力に暴露される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が基づく目的は、最初に述べた種類の方法、および複雑な機械的手段を用いずかつ維持の簡単な前記方法を行う装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明に従うと、請求項1の特徴を有する方法によっておよび請求項5の特徴を有する装置によって達成される。
本発明に従う方法および本発明に従う装置の好ましい改良は従属請求項の目的対象を形成する。
【0005】
本発明に従う方法において、流入流を分割する機械的転向手段はプロセス関連手段によって取って代わられている。これは設計および材料から生じる費用並びに同様に前記機械的転向手段のための複雑な維持作業を免除する。
本発明に従う方法は単純であり、そしてそれにもかかわらず個々の部分流における量比率について正確に調節することを可能にする。前記方法を行う本発明に従う装置は製造および維持の見地から費用的に有効である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は図面を参照して以下により詳細に説明される。
図1は、矢印Zによって示される固形微粒子からなる流入流を矢印T1およびT2によって示される二つの部分流へと分割する装置1を図示する。前記装置1は転向空間4を横方向に境界付けするハウジング2を有し、前記ハウジング2へと垂直供給ダクト3が上側から開口している。前記転向空間4は底部5によって下側から閉鎖されている。前記底部5は三部分の空気チャンバー7から前記転向空間4を分離し、また底面にわたって規則的に分布した多数のオリフィス6を備えている(図3)。矢印Fは、図1において、前記オリフィス6を介して前記転向空間4に接続された前記空気チャンバー7の個々の部分へのガス状流動化剤の供給を示す。
【0007】
前記転向空間4は第一の部分流T1のための第一の導出ダクト10に、また第二の部分流T2のための第二の導出ダクト11に接続される。各々の導出ダクト10および11は、前記転向空間4へと開口しかつ斜め下方に向いた部分10bおよび11bへと頂部で転向された垂直部分10aおよび11aを有する。前記それぞれの導出ダクト10および11のこれらの二つの部分10a、10bおよび11a、11bの移行点に、それぞれの場合において、流出縁部として機能する転向縁部12および13が存在する。好ましくは、前記第二の導出ダクト11の前記転向縁部13は前記第一の導出ダクト10の前記転向縁部12よりも高い、言い換えると、流の方向においてさらに前方にある。この例示的な態様において、前記第二の導出ダクト11の直径は前記第一の導出ダクト10の直径よりも小さい。
【0008】
前記第二の導出ダクト11は第二の部分流T2へとガス状希釈剤を注入する装置15を備える。この装置は、図4および5から特に明らかな、ハウジング壁2aに配置されそして前記第二の導出ダクト11の垂直部分11aを通して水平に突出する管状ランス16である。前記管状ランス16は前記転向空間4の近傍の前記第二の導出ダクト11の前記垂直部分11aの下側領域に配置される。前記ランス16は、前記第二の導出ダクト11の直径に相当する長さの部分にわたり、ランス壁16aの下半分に配置された多数の放射状オリフィス17を備える(図5)。図4において、前記ランスの長さに沿った前記オリフィス17の分布が垂直なダッシュによって示されている(もしこのようにしなければ、該分布はこの図から明らかではない。)。図5から明瞭なように、前記放射状オリフィス17の軸は前記ランス16の水平軸平面hと角度αを形成する。前記角度αは好ましくは0°ないし45°の範囲にある。図示される例示的な態様において、前記角度αは15°である。同時に、各々の場合において、二つのオリフィス17は前記ランス16の垂直軸平面vに対して対称に配置される。前記オリフィス17は、前記第二の導出ダクト11を通して横切る前記ランス16の長さの部分にわたって規則的に分布する。
ガス状希釈剤の供給は矢印Vによって図1に記号で表されている。
【0009】
前記供給ダクト3を通して上側から供給される固形粒子からなる流入流Zは、前記転向空間4中で下側から流動化される。懸濁された固形粒子は下側から上方へ、前記二つの導出ダクト10、11へと強制送りされる。前記二つの部分流T1、T2に分割された固形物は、ガス状流動化剤Fの作用下で前記導出ダクト10、11の前記垂直部分10a、11aを通して上昇させられる。ガス状流動化剤が絶間無く供給されそして前記底部5にわたり均一に分布させられ、前記二つの導出ダクト10、11の直径が同一である場合、同量の固形物が前記二つの部分流T1、T2によって同一の速度で輸送される。図1に図示される前記二つの導出ダクト10、11の直径の比率の場合、前記第二の導出ダクト11へよりも多くの固形物が前記ガス状流動化剤によって前記第一の導出ダクト10へと強制送りされる。しかしながら、本発明に従うと、前記第二の導出ダクト11を通して搬送される固形物の量は、前記ガス状希釈剤Vの注入の結果として前記第二の部分流T2において密度勾配を発生させることによって増加させることができる。前記ガス状希釈剤Vが前記装置15(図示される例示的な態様における前記ランス16)を介して注入されるとき、前記第二の部分流T2における気体/固形物混合物の密度(およびそれによって比重もまた)は、前記第一の部分流T1と比較して減少させられる。これは前記第二の部分流T2が前記第二の導出ダクト11を通してより素早く流れ、前記第二の部分流T2によって搬送される固形物量が増加する結果となることを意味する。前記二つの部分流T1、T2の量比率は、前記第二の部分流T2おいて所望の密度勾配を発生させることによって、言い換えると、所望の量のガス状希釈剤を供給することによって有効に調節されることができる。前記放射状オリフィス17は前記ランス16の前記水平軸平面hと0°ないし45°の角度αを形成しかつ前記ランス壁の下半分に配置されるので、固形微粒子が前記オリフィス17を通して前記ランス16へと通過しそして後者を詰まらせる危険無しに前記ガス状希釈剤の最適な分布が確保される。
【0010】
前記転向空間4中での状態は、所要により、前記空気チャンバー7を前記ガス状流動化剤が別々に導入される三つの区域へと分割することによって影響を及ぼされることができる。
【0011】
図1ないし3に図示される前記装置1は、所要によりさらに全ての固形物質を前記第一の部分流T1によってのみ搬送することを可能にするように設計されている。前記二つの転向縁部12、13が異なる高さで配置されているという事実はここで役割を果たす。前記ランス16が無効になった場合、言い換えると、希釈剤Vが前記第二の部分流T2へと注入されない場合、前記ガス状流動化剤F単独ではより高い転向縁部13を超えて前記固形物を放出することができず、そして全ての固形物質は前記第一の部分流T1によってさらに搬送される。
【0012】
本発明に従う方法および本発明に従う装置は、例えば、流動床反応器から放出されそしてサイクロン中で煙−気体流から分離された熱固形粒子からなる流入流の二つの部分流への分割において使用されることができる。一方の部分流によって、前記固形粒子は前記流動床へと直接に再循環される。他方の部分流によって搬送される前記固形粒子は、熱交換器、好ましくは移動床冷却器を介して前記流動床へと導き戻される。流動床から放出された固形粒子のそのような再循環は、例えば、合衆国特許明細書第5,797,366号に記載されている。前記移動床冷却器を介して迂回させられそして熱を回収するために後者において冷却された固形物量流の本発明に従う調節は、前記流動床反応器中の温度を有効に調節することまたは前記流動床反応器中の温度変動を補償することを可能にする。上述した刊行物から既知である方法において、例えば粒子形態に有る石灰石、砂および他の材料が前記流動床のための固形物質として使用される。前記流動床のための前記固形物質はまたフライアッシュまたは濃縮塩をも含み得る。
【0013】
単一のランスの代わりに、二つまたはそれより多数のランスもまた前記導出ダクトを通して水平に横切ることができる。例えば、一方が他方より上である二つの水平面中にランスを配置することもまた考えられる。ランスを介して導入される代わりに、ガス状希釈剤は前記導出ダクトへと放射状に開口しまた円周方向に規則的に分布したオリフィスを介して導入されることができる。
【0014】
本発明に従う方法は簡単であり、そしてなお個々の部分流における量比率を正確に調節することを可能にする。前記方法を行うための本発明に従う装置は、製造および維持の見地から費用的に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、分配された固形粒子からなる流入流を部分流へと分割する装置の例示的な態様の垂直部分断面図である。
【図2】図2は、図1における線II−IIに沿った断面図である。
【図3】図3は、図1における線III−IIIに沿った断面図である。
【図4】図4は、部分流の一方へとガス状希釈剤を注入する装置の例示的な態様の長軸における断面図である。
【図5】図5は、図4における線V−Vに沿った断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention relates to a method for dividing an inflow comprising solid particles according to
[0002]
[Prior art]
It is known to split an influent stream consisting of hot solid particles discharged from a fluidized bed reactor and separated from a smoke-gas stream in a cyclone into a partial stream. One partial stream is recycled directly to the fluidized bed reactor, and the other partial stream is directed back to the fluidized bed reactor via a heat exchanger (eg, moving bed cooler). In the heat exchanger, the partial stream diverted in this way is cooled to recover heat. The ratio of these two partial flows is adjusted by mechanical means such as flaps or valves. The temperature in the fluidized bed reactor can be effectively adjusted by adjusting the amount of solids that are diverted through the heat exchanger.
These mechanical means are exposed to high working temperatures and high mechanical stresses.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The object on which the invention is based is to provide a method of the kind mentioned at the outset and an apparatus for carrying out said method which does not use complex mechanical means and is simple to maintain.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
This object is achieved according to the invention by a method having the features of
Preferred refinements of the method according to the invention and the device according to the invention form the object of the dependent claims.
[0005]
In the method according to the invention, the mechanical turning means for dividing the inflow is replaced by process-related means. This exempts the costs arising from the design and materials as well as the complicated maintenance work for the mechanical turning means.
The process according to the invention is simple and nevertheless allows an exact adjustment for the quantity ratio in the individual substreams. An apparatus according to the invention for carrying out the method is cost effective from a manufacturing and maintenance point of view.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates an
[0007]
The turning space 4 is connected to the
[0008]
It said
The supply of gaseous diluent is symbolized in FIG.
[0009]
An inflow Z consisting of solid particles supplied from above through the
[0010]
The condition in the turning space 4 can be influenced if necessary by dividing the
[0011]
The
[0012]
The process according to the invention and the device according to the invention are used, for example, in the splitting of an incoming stream consisting of hot solid particles discharged from a fluidized bed reactor and separated from a smoke-gas stream into two partial streams in a cyclone. Can. One partial stream recycles the solid particles directly into the fluidized bed. The solid particles conveyed by the other partial stream are led back to the fluidized bed via a heat exchanger, preferably a moving bed cooler. Such recirculation of solid particles released from the fluidized bed is described, for example, in US Pat. No. 5,797,366. The adjustment according to the invention of the solids flow diverted through the moving bed cooler and cooled in the latter to recover heat effectively adjusts the temperature in the fluidized bed reactor or the flow It makes it possible to compensate for temperature fluctuations in the bed reactor. In the process known from the publications mentioned above, limestone, sand and other materials, for example in particulate form, are used as solid material for the fluidized bed. The solid material for the fluidized bed may also include fly ash or concentrated salt.
[0013]
Instead of a single lance, two or more lances can also traverse horizontally through the outlet duct. For example, it is also conceivable to place the lance in two horizontal planes, one above the other. Instead of being introduced via a lance, the gaseous diluent can be introduced via orifices which open radially into the outlet duct and are regularly distributed in the circumferential direction.
[0014]
The process according to the invention is simple and still makes it possible to precisely adjust the quantity ratio in the individual partial streams. An apparatus according to the invention for carrying out the method is cost effective from a manufacturing and maintenance point of view.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical partial cross-sectional view of an exemplary embodiment of an apparatus for splitting an incoming stream of distributed solid particles into a partial stream.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of an exemplary embodiment of an apparatus for injecting a gaseous diluent into one of the partial streams.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4;
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